某核電廠主控制室空調(diào)系統(tǒng)典型缺陷及處理措施

林佳+檀鵬

摘 要：某核電廠主控制室空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)由于設(shè)備安裝時不到位導(dǎo)致的缺陷數(shù)量多但容易消除，文章則針對由于系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備存在的不足，該機組此類缺陷有：應(yīng)急碘過濾送風(fēng)機邏輯缺陷、風(fēng)機啟動后無法停運，處理此類問題時，應(yīng)從系統(tǒng)設(shè)計要求出發(fā)，分析系統(tǒng)邏輯根據(jù)缺陷現(xiàn)象分析其內(nèi)在原因，同時提出對應(yīng)的處理措施。

關(guān)鍵詞：核電廠；主控制室；控制邏輯

引言

核電廠主控制室是核電廠整體狀態(tài)控制的中樞所在，為保證核電廠操作人員的舒適性需求和設(shè)備的長期穩(wěn)定、連續(xù)運行，設(shè)置主控制室空調(diào)系統(tǒng)。

在核電站系統(tǒng)中，主控室空調(diào)系統(tǒng)DVC（Control Room Air Conditioning）執(zhí)行下列功能：

（1）保持房間內(nèi)的溫度和濕度在所規(guī)定的限值內(nèi)以滿足設(shè)備運行和人員長期停留的要求。

（2）保證最小的新風(fēng)量。

（3）維持室內(nèi)壓力略高于出入口區(qū)域的壓力（相對大氣壓的微正壓）。

（4）在事故情況下，使新風(fēng)凈化或者使空氣全部再循環(huán)。

廠區(qū)污染情況下運行時，啟動DVC系統(tǒng)碘過濾機組，其由兩臺碘吸附器串聯(lián)連接，兩臺100%容量的冗余送風(fēng)機并聯(lián)連接。

調(diào)試期間，系統(tǒng)缺陷大量集中在由于設(shè)備安裝不到位，裝配偏差，電氣和儀控接線錯接、虛接或漏接，導(dǎo)致風(fēng)機振動高、氣動閥無法動作、防火閥卡澀等問題，此類缺陷易處理，容易消除。本文則針對由于系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備存在的不足，此類缺陷有：應(yīng)急碘過濾送風(fēng)機邏輯缺陷、風(fēng)機啟動后無法停運，根據(jù)缺陷現(xiàn)象分析其內(nèi)在原因，同時提出對應(yīng)的處理措施。

1 應(yīng)急碘過濾送風(fēng)機邏輯缺陷

核電廠通風(fēng)系統(tǒng)的重要功能是在核電廠廢氣排放之前，通過過濾、吸附等手段除去其中的放射性物質(zhì)，保障公共環(huán)境免受污染，同時為工作人員和設(shè)備提供適宜的溫、濕度環(huán)境。

在廠區(qū)污染情況下，DVC1子系統(tǒng)以循環(huán)方式連續(xù)運行，如圖1所示，新風(fēng)碘過濾管路由KRT系統(tǒng)自動啟動，相應(yīng)隔離風(fēng)閥動作將從正常送風(fēng)管路切換為應(yīng)急碘過濾管路。電加熱器006RS和012RS運行，保證碘過濾器進風(fēng)濕度小于40%，風(fēng)機為并聯(lián)的100%容量的直連式離心風(fēng)機001/002ZV。

其中KRT 信號為主控室γ劑量報警（DVC CONTROL ROOM AIR GAMMA DOSE RATE 2ND STEP）[1]，檢測信號分別對應(yīng)A/B兩列，A列檢測道二級報警（XKRT 018MA 2nd STEP）和B列檢測道二級報警（XKRT 019MA 2nd STEP）。

由主控制室空調(diào)系統(tǒng)（DVC）系統(tǒng)手冊第2-5章[2]，應(yīng)急送風(fēng)啟動方式為 “001ZV和/或002ZV運行”，由系統(tǒng)手冊第6.2節(jié)邏輯圖[3]，001/002ZV啟動邏輯包括如下三種方式：

（1）XKRT 018MA信號觸發(fā)，由正常送風(fēng)切換為應(yīng)急送風(fēng)，關(guān)閉和打開相應(yīng)風(fēng)閥進行隔離和切換，啟動應(yīng)急送風(fēng)001ZV。

（2）XKRT 019MA信號觸發(fā)， 由正常送風(fēng)切換為應(yīng)急送風(fēng)，關(guān)閉和打開相應(yīng)風(fēng)閥進行隔離和切換，啟動應(yīng)急送風(fēng)002ZV。

（3）同時存在當(dāng)主控制室γ劑量達到閾值時，A/B兩列γ信號同時觸發(fā)，即018MA/019MA 2nd STEP二級報警觸發(fā)，邏輯上001/002ZV間并無聯(lián)鎖關(guān)系，則兩臺風(fēng)機可以同時啟動，并聯(lián)運行。由風(fēng)機并聯(lián)運行時，并聯(lián)運行時Q=Q1+Q2，壓頭不變，現(xiàn)場實際測量并聯(lián)運行時Q≈1400m3/h 。風(fēng)機并聯(lián)運行同時啟動流量加倍，其中高效空氣過濾器和碘過濾器的設(shè)計流量為900m3/h，此時不在額定流量工況下工作，過濾效率大大降低，同時電加熱器無法滿足將空氣濕度小于40%的條件[4]，碘過濾器的空氣流量和濕度均無法滿足條件，碘過濾器的凈化效率隨著氣流相對濕度增加而大幅度降低[5]，過濾效率大大受損，則會將大量無法過濾的放射性物質(zhì)送到主控室內(nèi)，增加了主控制室人員的輻照劑量，系統(tǒng)碘防護因子較小，設(shè)計存在缺陷。處理措施：如圖2所示，增加001ZV和002ZV間的邏輯聯(lián)鎖關(guān)系，廠區(qū)污染時，通風(fēng)回路切換為應(yīng)急碘過濾器回路，此時應(yīng)急碘吸附過濾機組分為三種運行狀態(tài)：

（1）A列γ報警探測儀觸發(fā)信號XKRT 018MA 2nd STEP，聯(lián)鎖002ZV停運狀態(tài)信號，延遲4s啟動001ZV，應(yīng)急碘過濾管路投入運行。

（2）B列γ報警探測儀觸發(fā)信號XKRT 019MA 2nd STEP，聯(lián)鎖001ZV停運狀態(tài)信號，直接啟動002ZV，應(yīng)急碘過濾管路投入運行。

（3）A/B兩列γ報警探測儀同時觸發(fā)，信號XKRT 018MA和019MA同時觸發(fā)時，由于001ZV設(shè)置延時4s，首先XKRT 019MA 2nd STEP信號和001ZV停運狀態(tài)信號直接啟動風(fēng)機002ZV，然后聯(lián)鎖001ZV無法啟動；若002ZV因故障不能啟動，002ZV停運狀態(tài)信號和XKRT 019MA 2nd STEP信號經(jīng)過時間延時后A列風(fēng)機001ZV啟動，避免了因DVC γ劑量超標(biāo)報警觸發(fā)風(fēng)機同時啟動，導(dǎo)致預(yù)過濾器、高效空氣過濾器和碘過濾器等設(shè)備工作在超流量狀態(tài)，防止了發(fā)生碘過濾器等設(shè)備工作效率降低，大量的放射性物質(zhì)送到主控室內(nèi)，增加了主控制室人員的輻照劑量的風(fēng)險。

2 風(fēng)機啟動后無法停運問題

在執(zhí)行TP 09邏輯控制通道試驗時，進行驗證006ZV風(fēng)機動作邏輯時，按照規(guī)程步驟再給風(fēng)機一個啟動的信號，風(fēng)機正常啟動，同時按照規(guī)程步驟取消啟動信號后，風(fēng)機應(yīng)該停運，但試驗時風(fēng)機無法停運。

DVC 006ZV邏輯圖與現(xiàn)場的設(shè)備二次圖不一致，如圖3所示，006ZV的控制信號只有一個，啟停動作需要該長信號才能完成風(fēng)機的啟停，該風(fēng)機在得到啟動信號后運行，待啟動信號消失后，風(fēng)機停止運行。但由于現(xiàn)場設(shè)備二次圖中，未將抽屜中的自保持連接片003JS拆除，從而導(dǎo)致風(fēng)機啟動后即使啟動信號消失，風(fēng)機仍無法停運。

解決方案有以下兩種：

（1）按照低壓應(yīng)急配電盤二次接線標(biāo)準(zhǔn)圖，則不需要拆除連接片，但是需要更改控制信號。

（2）按照邏輯圖 0738XDVCYKS62主控制室空調(diào)系統(tǒng)（DVC）系統(tǒng)手冊第6.2章，則需要拆除低壓應(yīng)急配電盤內(nèi)自保持連接片。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采取將低壓應(yīng)急配電盤內(nèi)自保持連接片003JS拆除的方案，后續(xù)試驗過程中006ZV啟停動作滿足設(shè)計要求。此缺陷是由于儀控邏輯設(shè)計與低壓應(yīng)急配電盤自帶自保持功能不匹配導(dǎo)致，各部門各專業(yè)隊之間對于存在接口部分應(yīng)加強交流，以實現(xiàn)功能統(tǒng)一，防止出現(xiàn)功能沖突或缺失現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

該核電廠主控制室空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)由于存在系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備不足，導(dǎo)致主控制室空調(diào)系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)無法滿足設(shè)計要求。此類缺陷區(qū)別于由于設(shè)備安裝不到位的缺陷，需要從系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)接口處理角度分析導(dǎo)致缺陷的原因，提出改進措施，消除缺陷以滿足設(shè)計功能要求。

（1）由于應(yīng)急碘過濾送風(fēng)機邏輯設(shè)計缺陷，導(dǎo)致風(fēng)機并聯(lián)運行，與設(shè)備工作狀態(tài)和設(shè)計工況不滿足要求。

（2）由于儀控設(shè)計和電氣設(shè)備功能的沖突，導(dǎo)致設(shè)備無法滿足設(shè)計要求，因此各部門各專業(yè)隊之間對于存在接口部分應(yīng)加強交流，以實現(xiàn)功能統(tǒng)一，防止出現(xiàn)功能沖突或缺失現(xiàn)象。

參考文獻

[1]中國核電工程有限公司.XKRT系統(tǒng)手冊第6.2節(jié) 邏輯圖（CJX17

KRT016B30445DD-B版 CFC）[Z].

[2]中國核電工程有限公司.主控制室空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)手冊第2-5章（CJX17DVC002B30745GN-A版CFC）[Z].

[3]中國核電工程有限公司.主控制室空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)手冊第6.2節(jié) 邏輯圖 （CJX17DVC016B30445DD-F版CFC）[Z].

[4]河南核凈技術(shù)有限公司.碘吸附器運行維修手冊（CJX42EOM0071

80E45SS-B版CFC）

[5]吳潞華，杜建興.碘吸附器凈化效率隨氣流相對濕度變化的研究[J].核科學(xué)與工程，2007.27（4）.